← Wróć do kalkulatora UF6

Walidacja modelu obliczeniowego — UF6 i masa uranu

Model stechiometryczny lib/UraniumFuelChemistry.php. Strona uruchamia ten sam kod, którego używa kalkulator, i porównuje każdy istotny krok z ręcznie dobranymi wartościami referencyjnymi mas atomowych, mas molowych i współczynników konwersji.

✓
12/12 asercji zdanych
Walidacja: ✓ ZALICZONA — wszystkie asercje stechiometryczne zdane
Obliczono: 2026-07-08 02:28:47 UTC · PHP 8.1.2-1ubuntu2.24 · UraniumFuelChemistry.php
1. Niezmienniki stechiometryczne i kontrola kroków pośrednich

Te asercje sprawdzają nie tylko wynik końcowy, ale też stałe mas atomowych, masy molowe, udział masowy uranu, zachowanie masy i interpretację assay.

Stan Asercja Wynik modelu Oczekiwane / referencja
✓ Masa atomowa U zgodna z CIAAW/IUPAC
CIAAW podaje A_r(U)=238,02891(3). To jest masa średnia naturalnego uranu, właściwa dla rachunku chemicznego naturalnego/lekko wzbogaconego materiału.
 238,0289 u 238,0289 u
✓ Masa atomowa F zgodna z monoisotopowym fluorem-19
Fluor jest praktycznie monoisotopowy, więc masa części F6 nie zależy od wzbogacenia uranu.
 18,9984 u 18,9984 u
✓ Masa atomowa O mieści się w zakresie CIAAW dla tlenu naturalnego
Model używa konwencjonalnego 15,9994 u; dla U3O8 różnica względem naturalnej zmienności izotopowej tlenu jest pomijalna w porównaniu z typową dokładnością mas wejściowych.
 15,9994 u [15,99903; 15,99977] u
✓ Masa molowa UF6 = A_r(U)+6·A_r(F)
To podstawowy krok stechiometrii: 238,02891 + 6·18,998403162 = 352,019328972 g/mol.
 352,0193 g/mol 352,0193 g/mol
✓ Udział masowy uranu w UF6
Udział masowy U = M(U)/M(UF6), więc 100 kg UF6 zawiera 67,618 kg uranu.
 0,6762 0,6762
✓ Bilans masy UF6: U + F = masa związku
Kalkulator nie może gubić ani tworzyć masy przy rozdzieleniu związku na uran i fluor.
 100 kg 100 kg
✓ Assay liczone od masy uranu, nie od masy UF6
Dla 100 kg UF6 i 4,5% U-235 masa izotopu wynosi 67,618136 kg U · 0,045 = 3,042816 kg.
 3,0428 kg U-235 3,0428 kg U-235
✓ Masa molowa U3O8 = 3·A_r(U)+8·A_r(O)
Przy konwencjonalnym A_r(O)=15,9994 model odtwarza tablicowe M(U3O8)≈842,08 g/mol.
 842,0819 g/mol 842,0819 g/mol
✓ Udział masowy uranu w U3O8
U3O8 ma większy udział U niż UF6, bo osiem atomów O jest lżejszych niż sześć atomów F.
 0,848 0,848
✓ U3O8 ma większy udział masowy uranu niż UF6
To kontrola jakości doboru wzorów chemicznych: w UF6 ciężka część fluoru obniża udział masowy uranu.
 84,8% > 67,618% U3O8 > UF6
✓ Jedna tona uranu odpowiada około 1,479 t UF6
Odwrócenie współczynnika UF6→U: 1000 kg U / 0,676181 = 1478,893 kg UF6.
 1 000 kg U 1 000 kg U
✓ Uran metaliczny nie ma składnika nieuranowego
Dla wejścia U kalkulator ma działać jak tożsamość masy uranu.
 0 kg 0 kg
2. Porównanie z benchmarkami — masy atomowe, molowe i przeliczniki

Kontekst metodologiczny:

Ten kalkulator ma być bardzo dokładny w zakresie czystej stechiometrii: jeżeli znana jest masa postaci chemicznej i wzbogacenie liczone jako udział masowy U-235 w uranie, wynik powinien wynikać bezpośrednio z mas atomowych. Benchmarki poniżej nie są dopasowaniem modelu do danych empirycznych procesu technologicznego, tylko kontrolą, czy kalkulator używa poprawnych stałych i nie myli masy związku z masą uranu.

Benchmark Model Referencja Błąd Ocena
A_r(U) — standardowa masa atomowa uranu
Waliduje stałą wejściową używaną we wszystkich trzech postaciach chemicznych.
CIAAW/IUPAC, Uranium: A_r(U)=238.02891(3) 		238,02891 u 238,02891 u +0.0000% ✓ zgodność stechiometryczna
A_r(F) — fluor-19
Waliduje masę sześciu atomów fluoru w UF6.
CIAAW/IUPAC, Fluorine: A_r(F)=18.998403162(5) 		18,998403163 u 18,998403162 u +0.0000% ✓ zgodność stechiometryczna
M(UF6) — masa molowa sześciofluorku uranu
Źródła podają zwykle wartość zaokrągloną do dwóch miejsc; model przechowuje więcej cyfr.
Uranium hexafluoride data sheet / tablice chemiczne: M(UF6)=352.02 g/mol 		352,019328978 g/mol 352,02 g/mol -0.0002% ✓ zgodność stechiometryczna
UF6 → masa U — współczynnik konwersji
Argonne podaje współczynnik zaokrąglony dla izotopologu U-238; model używa średniej masy uranu naturalnego.
DOE/Argonne DUF6 guide: współczynnik UF6("hex") → U mass ≈ 0.676 		0,676181364 0,676 +0.0268% ✓ zgodność po zaokrągleniu źródła
100 kg UF6 → masa uranu
Ten wiersz pokazuje pełny przelicznik widoczny dla użytkownika kalkulatora.
Rachunek referencyjny z A_r(U) i A_r(F) CIAAW 		67,618136394 kg U 67,618136395 kg U -0.0000% ✓ zgodność stechiometryczna
100 kg UF6 przy 4,5% U-235 → masa U-235
Sprawdza najczęstszy błąd: assay dotyczy masy uranu, nie całej masy UF6.
Rachunek referencyjny: 100 kg · 0,676181363947 · 0,045 		3,042816138 kg U-235 3,042816138 kg U-235 -0.0000% ✓ zgodność stechiometryczna
M(U3O8) — masa molowa triuranium octoxide
Model używa konwencjonalnej masy tlenu 15,999 u, zgodnej z praktyką rachunkową.
Triuranium octoxide data sheet / tablice chemiczne: M(U3O8)=842.08 g/mol 		842,08193 g/mol 842,08 g/mol +0.0002% ✓ zgodność stechiometryczna
100 kg U3O8 → masa uranu
To drugi pełny punkt użytkowy: przeliczenie yellowcake/U3O8 na masę uranu.
Rachunek referencyjny: 100 kg · 3A_r(U)/(3A_r(U)+8A_r(O)) 		84,800148841 kg U 84,800148749 kg U +0.0000% ✓ zgodność stechiometryczna
1 t U jako UF6 → wymagana masa UF6
Punkt kontrolny przydatny dla danych rynkowych podawanych jako tU, a nie jako tUF6.
Odwrotność zwalidowanego współczynnika UF6→U 		1 478,893168809 kg UF6 1 478,893169 kg UF6 -0.0000% ✓ zgodność stechiometryczna
3. Zakres walidacji i źródła

Sprawdzane

  • stałe mas atomowych U, F i O używane przez model,
  • masy molowe U, UF6 i U3O8,
  • udział masowy uranu w UF6 i U3O8,
  • zachowanie masy: masa uranu + masa fluoru/tlenu = masa wejściowa,
  • interpretacja assay jako udziału U-235 w masie uranu.

Poza zakresem

  • rzeczywiste straty konwersji i dekonwersji,
  • zanieczyszczenia chemiczne i wilgoć w materiale,
  • różnice między masowym i atomowym assay w szczegółowej rachunkowości izotopowej,
  • zmienność izotopowa tlenu oraz pełny skład U-234/U-236 w materiale wzbogaconym.

Źródła dobrane do benchmarków:

  • CIAAW/IUPAC, Uranium: A_r(U)=238.02891(3).
  • CIAAW/IUPAC, Fluorine: A_r(F)=18.998403162(5).
  • CIAAW/IUPAC, Oxygen: A_r(O)=[15.99903; 15.99977]; kalkulator używa konwencjonalnego 15,9994 do rachunku U3O8.
  • DOE/Argonne DUF6 guide / dane właściwości UF6: M(UF6)≈352,02 g/mol i współczynnik UF6→U≈0,676.
  • Tablice chemiczne U3O8: M(U3O8)≈842,08 g/mol; wartość wynika bezpośrednio z 3·A_r(U)+8·A_r(O).

Audyt modelu: UF6 — masa i U-235

Kalkulator przelicza masę U, UF6 i U3O8 oraz zawartość U-235 przy zadanym wzbogaceniu cywilnym. To narzędzie stechiometryczne do czytania bilansów materiałowych, nie instrukcja procesu chemicznego.

Najważniejsze uproszczenia

  • Nie liczy reakcji chemicznych, wydajności konwersji ani parametrów instalacji UF6.
  • Nie zawiera procedur obsługi, ciśnień, temperatur ani doboru pojemników.
  • Zakres wzbogacenia ograniczono do poziomu poniżej 20% U-235.

Co można liczyć dokładniej

  • Dodać tryb porównania masy U3O8, UO2, UF4 i UF6 w cyklu paliwowym.
  • Dodać niepewność masy i assay dla ćwiczeń safeguards.
  • Dodać eksport wyniku do kalkulatora bilansu safeguards.